基于All in One架構(gòu)下的電視購(gòu)物頻道高清硬盤播出系統(tǒng)特點(diǎn)分析

刁立新

（作者單位：家家購(gòu)物股份有限公司）

1 概述

家家購(gòu)物高清播總控系統(tǒng)規(guī)劃為一個(gè)高清頻道，一個(gè)標(biāo)清頻道，在兩組19寸機(jī)柜及操作臺(tái)進(jìn)行搭建，采用可靠、科學(xué)、先進(jìn)的技術(shù)，滿足頻道節(jié)目實(shí)時(shí)文件化傳輸、應(yīng)急上載、播出等功能需求，系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)適應(yīng)3～5年的節(jié)目制作、播出發(fā)展規(guī)劃，能夠滿足信號(hào)調(diào)度、高標(biāo)清節(jié)目同步播出等方面的應(yīng)用需求。

2 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)特點(diǎn)

All in One設(shè)計(jì)理念，采用純IT技術(shù)架構(gòu)、融合GPU加速技術(shù)實(shí)現(xiàn)，具有廣泛的兼容性、穩(wěn)定性，靈活的擴(kuò)展性以及模塊化，是適應(yīng)全球范圍的IT化、IP化趨勢(shì)。基于All in One架構(gòu)的播出服務(wù)器具備豐富的輸入輸出模式、強(qiáng)大的格式處理及兼容能力，炫麗的CG特效合成能力，部署方便且配置簡(jiǎn)單，在滿足電視臺(tái)播出、演播室業(yè)務(wù)需求的同時(shí)能夠減少設(shè)備數(shù)量，從而降低成本投入。

2.1 基于All in One架構(gòu)的播出系統(tǒng)更簡(jiǎn)化

傳統(tǒng)系統(tǒng)架構(gòu)著重系統(tǒng)功能環(huán)節(jié)分散開，使用功能單一的硬件設(shè)備承載單一的業(yè)務(wù)功能，有形增加了系統(tǒng)建設(shè)成本，無形中增加系統(tǒng)的故障環(huán)節(jié)點(diǎn)。在安全穩(wěn)定的前提下，對(duì)于電視購(gòu)物公司來說，系統(tǒng)功能的全面、操作便捷是需要著重考慮的。

2.1.1 傳統(tǒng)播出系統(tǒng)架構(gòu)圖（見圖1）

圖1 傳統(tǒng)播出系統(tǒng)架構(gòu)圖

（1）傳統(tǒng)播出系統(tǒng)架構(gòu)，對(duì)各路信號(hào)源的切換，采用串口信號(hào)控制，須通過422倒換器向切換設(shè)備發(fā)出指令，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)源的切換。對(duì)422倒換器冗余配置和應(yīng)急策略上，有更高、更復(fù)雜的要求，無形中增加了信號(hào)控制部分的復(fù)雜程度以及故障環(huán)節(jié)點(diǎn)。

（2）傳統(tǒng)播出系統(tǒng)架構(gòu)，每個(gè)頻道需配置主備兩臺(tái)播出服務(wù)器，以及相對(duì)應(yīng)的播控站點(diǎn)。在對(duì)每個(gè)頻道的包裝上，需要配置相應(yīng)的字幕、臺(tái)標(biāo)、鍵混等硬件設(shè)備來實(shí)現(xiàn)對(duì)頻道呼號(hào)信息的疊加。每增加一個(gè)頻道播出，則需要增加同樣多的軟硬件設(shè)備。

2.1.2 家家購(gòu)物All in One播出系統(tǒng)優(yōu)化架構(gòu)圖（見圖2）

（1）基于All in One架構(gòu)的家家購(gòu)物高清播出系統(tǒng)，取消通過422倒換器控制環(huán)節(jié)，取消播出切換矩陣的環(huán)節(jié)。充分利用播出服務(wù)器硬件資源，將每臺(tái)播出服務(wù)器配置成可同時(shí)輸出多個(gè)不同頻道的節(jié)目信號(hào)。這樣簡(jiǎn)化了系統(tǒng)架構(gòu)，提高了核心設(shè)備使用效率。

（2）基于All in One架構(gòu)的家家購(gòu)物高清播出系統(tǒng)，在播控工作站和播出服務(wù)器上，對(duì)兩個(gè)頻道的播控軟件和播出軟件，以及服務(wù)器輸出的主備信號(hào)，做交叉互備。即主設(shè)備上，配置CH1的主控軟件和CH2的備控軟件，以及CH1主輸出和CH2的備輸出，備設(shè)備上則相反。這樣起到主備軟件的互備、主備硬件的互備、主備輸出信號(hào)的互備，大大減少了硬件投入成本。

2.2 基于All in One架構(gòu)插入直播更便捷

傳統(tǒng)播出系統(tǒng)對(duì)Live直播信號(hào)的切換和播出，需通過播出切換臺(tái)完成本地服務(wù)器播出信號(hào)和外來直播信號(hào)的切換，并在外來Live直播信號(hào)接入播出切換臺(tái)前，先經(jīng)過上下變換設(shè)備統(tǒng)一高標(biāo)清格式。因此，在多路外來Live直播信號(hào)的情況下，前端信號(hào)處理環(huán)節(jié)所需要的設(shè)備更多。

2.2.1 傳統(tǒng)播出系統(tǒng)直播架構(gòu)圖（見圖3）

圖2 家家購(gòu)物All in One播出系統(tǒng)優(yōu)化架構(gòu)圖

圖3 傳統(tǒng)播出系統(tǒng)直播架構(gòu)圖

傳統(tǒng)播出系統(tǒng)架構(gòu)，對(duì)各路信號(hào)源的切換，采用串口信號(hào)控制，須通過422倒換器向切換設(shè)備發(fā)出指令，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)源的切換。這對(duì)播出切換設(shè)備的技術(shù)配置要求很高，把播出服務(wù)器僅僅作為一個(gè)信號(hào)源，對(duì)于固定格式的外來直播信號(hào)在高標(biāo)清不同頻道播出的要求，實(shí)現(xiàn)起來僅僅必須通過增加信號(hào)處理設(shè)備才能實(shí)現(xiàn)。

2.2.2 家家購(gòu)物All in One播出系統(tǒng)直播架構(gòu)圖（見圖4）

圖4 家家購(gòu)物All in One播出系統(tǒng)直播架構(gòu)圖

（1）基于All in One架構(gòu)的家家購(gòu)物高清播出系統(tǒng)，將外來Live直播主備信號(hào)經(jīng)幀同步、延時(shí)后，直接送入播出服務(wù)器。變更了傳統(tǒng)播出系統(tǒng)直播信號(hào)的接入方式，取消了獨(dú)立的上下變換設(shè)備和播出切換設(shè)備。

（2）基于All in One架構(gòu)的家家購(gòu)物高清播出系統(tǒng)，播出服務(wù)器可對(duì)外來Live直播信號(hào)和服務(wù)器硬盤信號(hào)，根據(jù)輸出接口定義的格式（高清或標(biāo)清），在內(nèi)部做上下變換，能夠?qū)崿F(xiàn)SDI輸入信號(hào)與文件之間的無縫切換播出。

2.3 基于All in One架構(gòu)畫面包裝更靈活

傳統(tǒng)播出系統(tǒng)中，對(duì)于播出畫面的包裝（包括臺(tái)標(biāo)、角標(biāo)、字幕、時(shí)鐘等）多半采用單獨(dú)的包裝設(shè)備輸出鍵信號(hào)，通過鍵控器將包裝信號(hào)合成到輸出畫面上。

2.3.1 傳統(tǒng)播出系統(tǒng)包裝架構(gòu)圖（見圖5）

傳統(tǒng)播出系統(tǒng)中，通過外置獨(dú)立設(shè)備進(jìn)行畫面包裝，在一定程度上對(duì)畫面包裝能夠提供豐富的包裝效果，但在播出環(huán)節(jié)能夠使用的包裝效果無非是臺(tái)標(biāo)、角標(biāo)和時(shí)鐘信號(hào)的疊加，這樣將包裝工作站或者字幕工作站的大多數(shù)功能處于閑置狀態(tài)，還增加了鍵混的環(huán)節(jié)，增大了系統(tǒng)投入成本。

2.3.2 家家購(gòu)物All in One播出服務(wù)器內(nèi)部模塊圖（見圖6）

（1）家家購(gòu)物高清播出系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案采用All in One架構(gòu)的重要原因之一，就是內(nèi)置CG包裝渲染器的功能模塊。這樣既可以減少系統(tǒng)投入成本，又可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)架構(gòu)，減少系統(tǒng)故障環(huán)節(jié)點(diǎn)。

（2）All in One架構(gòu)的播出系統(tǒng)，充分考慮到畫面包裝在播出域的使用程度，以及常用的使用功能，并在CG包裝功能模塊上較傳統(tǒng)的字幕包裝工作站做了功能優(yōu)化和精簡(jiǎn)。家家購(gòu)物高清播出系統(tǒng)對(duì)畫面CG包裝的功能需求，較傳統(tǒng)播出系統(tǒng)固定不變的臺(tái)標(biāo)包裝有較大的不同，例如，臺(tái)標(biāo)的動(dòng)態(tài)效果、角標(biāo)的定時(shí)上下屏，等等，All in One架構(gòu)完全可以滿足。

2.4 基于All in One架構(gòu)編播域網(wǎng)絡(luò)多樣化

傳統(tǒng)播出系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)部分中，節(jié)目上傳、編排、播出均在播出域局域網(wǎng)里，需要在制作域完成節(jié)目播出帶制作，審核后，送至播出域的上載工作站進(jìn)行采集上載，并在編播工作站中按照節(jié)目播出串聯(lián)單進(jìn)行播出編排。

2.4.1 傳統(tǒng)播出系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)示意圖（見圖7）

2.4.2 家家購(gòu)物All in One編播網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖（見圖8）

家家購(gòu)物高清播出系統(tǒng)核心設(shè)備建設(shè)在第三方數(shù)字播控機(jī)房，受到機(jī)房空間的限制，上載域無法和播出域合并在一起，因此，在系統(tǒng)規(guī)劃時(shí)，采用異地上載編排的方式進(jìn)行節(jié)目素材的上載和節(jié)目串聯(lián)單編排。

節(jié)目素材的上載和節(jié)目串聯(lián)單編排工作站放置在家家購(gòu)物制作域機(jī)房，但不與制作域互聯(lián)。節(jié)目在制作域完成后，以藍(lán)光MXF格式文件制作成播出級(jí)的藍(lán)光光盤，這樣可避免病毒侵入。上載域與播出域之間，通過第三方專用的編播網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互聯(lián)，考慮到第三方的編播網(wǎng)絡(luò)其他頻道播出設(shè)備較多，因此，在播出域前端，增加了防火墻，用來指定訪問的IP地址，網(wǎng)絡(luò)入侵防護(hù)以及傳輸協(xié)議限制，等等，保障家家購(gòu)物設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)安全。

圖5 傳統(tǒng)播出系統(tǒng)包裝架構(gòu)圖

圖6 家家購(gòu)物All in One播出服務(wù)器內(nèi)部模塊圖

圖7 傳統(tǒng)播出系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)示意圖

圖8 傳統(tǒng)播出系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)示意圖

3 應(yīng)用情況

數(shù)字化節(jié)目載體和網(wǎng)絡(luò)化播出環(huán)境改變了家家購(gòu)物頻道內(nèi)現(xiàn)有的業(yè)務(wù)流程和節(jié)目生產(chǎn)的方式。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化的節(jié)目制作手段、數(shù)據(jù)化的節(jié)目載體形式以及信息化的流程管理將取代原有業(yè)務(wù)形態(tài)成為主流。

系統(tǒng)自2017年9月投建以來，運(yùn)行穩(wěn)定，加速推動(dòng)了家家購(gòu)物頻道在高標(biāo)清節(jié)目制作和播出向高清化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的腳步以及內(nèi)容品質(zhì)的提升，對(duì)廣播電視媒體高清化發(fā)展起到強(qiáng)有力的推動(dòng)作用。在實(shí)踐過程中，我們也積累了一些經(jīng)驗(yàn)，但數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、高清化、4K化的播控系統(tǒng)在電視購(gòu)物類頻道的合理使用仍有待探索，需要我們?cè)趯?shí)踐中不斷發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。